Funcionamiento y Dinámica de los Sistemas de Frenado en Vehículos

Estructura de los sistemas de frenado: Tambor vs. Disco

Frenos de tambor

Un freno de tambor (Fig. 9.2) está fijado a la rueda por medio de tornillos. En su interior van alojadas las zapatas (B), provistas de forros de un material muy resistente al calor, que pueden ser aplicadas contra la periferia interna del tambor por la acción del bombín (C), produciéndose en este caso el frotamiento de ambas partes.

Como las zapatas van montadas en el plato (D), sujeto al chasis por el sistema de suspensión y que no gira, es el tambor el que queda frenado en su giro por el frotamiento con las zapatas.

Frenos de disco

Los frenos de disco sustituyen el tambor por un disco (Fig. 9.3), que también se une a la rueda por medio de tornillos. Este disco puede ser frenado por medio de unas plaquetas (B), que son accionadas por un émbolo (D) y una pinza de freno (C), que se aplican lateralmente contra él deteniendo su giro. Suelen ir convenientemente protegidos y refrigerados para evitar un calentamiento excesivo.

El fenómeno del "fading"

El calentamiento excesivo de los frenos disminuye la adherencia del material empleado en los forros de las zapatas y dilata el tambor, separándolo de ellas. Por estas causas aparece el fenómeno llamado “fading”, que es una pérdida temporal de la eficacia de los frenos. Una vez que se enfrían, vuelve la normalidad. Este fenómeno aparece también cuando el líquido de frenos es de mala calidad y se vaporiza parcialmente en los bombines.

Distribución de la fuerza de frenado en un vehículo

La fuerza se reparte de manera desigual. Al frenar un vehículo en movimiento (Fig. 9.7), la fuerza de inercia (I) aplicada a su centro de gravedad (G) forma con las fuerzas de frenado (F1) y (F2) un par que obliga al vehículo a inclinarse hacia adelante, mientras que en la parte trasera ocurre lo contrario. Decimos que el peso del vehículo ha sido transferido en parte al eje delantero, mientras que el trasero se ha deslastrado.

Debido a esto, la fuerza de frenado debe estar repartida entre los ejes en relación con el peso soportado por los mismos, dependiendo de:

• La distribución de mecanismos (motor, caja de cambios, depósito de combustible).
• La transferencia de peso al frenar (depende de la altura del centro de gravedad).
• El peso total del vehículo.
• La distancia entre ejes.

En cuanto a la eficacia, las fuerzas deben ser exactamente iguales en las dos ruedas de un mismo eje para evitar “tiros” hacia uno de los lados, lo que provocaría la inestabilidad del vehículo.

Diferencias entre repartidor y compensador de frenada

• Repartidor de frenado: Actúa solo en función de la presión que la bomba envía al circuito trasero de frenos, evitando que se bloquee.
• Compensador de frenado: Actúa en función de la presión y, además, en función de la carga sobre el eje trasero.

Necesidad de un corrector de frenado

Es necesario para evitar todo riesgo de bloqueo de la rueda, obteniendo la más alta deceleración con cualquier carga y en cualquier situación. Esto se consigue repartiendo la frenada entre las ruedas del eje delantero y trasero, ya que las ruedas delanteras deben frenar más que las traseras.

¿Por qué no se requiere reglaje de aproximación en los frenos de disco?

Porque cuando cesa la acción de frenado y disminuye la presión hidráulica, el propio alabeo del disco hace que las pastillas se separen ligeramente de él a una distancia mínima, sin que lleguen a rozar. Con este movimiento, el pistón retrocede la distancia necesaria, adaptando el recorrido al desgaste de las pastillas.